问题标题:
废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2,还有少量的FeCl2和炭粉,用A制备高纯MnCO3的流程图如下.(1)碱性锌锰干电池的负极材料是___(填化学式).(2)第Ⅰ步操
问题描述:
废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2,还有少量的FeCl2和炭粉,用A制备高纯MnCO3的流程图如下.
(1)碱性锌锰干电池的负极材料是___(填化学式).
(2)第Ⅰ步操作得滤渣的成分是___;第Ⅱ步操作的目的是___.
(3)步骤Ⅲ中制得MnSO4,该反应的化学方程式为___.
(4)第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂,除去Zn2+的离子方程式为___.
(已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24)
(5)已知:MnCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃时开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7.
第V步系列操作可按以下步骤进行:
操作l:加入试剂X,控制pH<7.7
操作2:过滤,用少量水洗涤2~3次
操作3:检测滤液
操作4:用少量无水乙醇洗涤2~3次
操作5:低温烘干.
①试剂X是___;
②操作3中,说明SO42-已除干净的方法是___.
李红梅回答:
废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2,还有少量的FeCl2和炭粉,加水溶解、过滤、洗涤,滤液中含有NH4Cl、ZnCl2、FeCl2,滤渣为MnO2和碳粉,加热至恒重,碳转化为二氧化碳气体,再向黑色固体M中加稀硫酸和30%的过氧化氢溶液,过滤,滤液a为硫酸锰溶液,再加MnS除去溶液中少量的锌离子,过滤得到硫酸锰溶液,然后得到碳酸锰;
(1)碱性锌锰干电池中失电子的为负极,则锌为负极,故答案为:Zn;
(2)MnO2和碳粉均不能溶于水,过滤得到的滤渣为MnO2和碳粉,除去碳粉可以加热,所以第Ⅱ步操作加热的目的是除去碳粉;
故答案为:MnO2和碳粉;除去碳粉;
(3)MnO2与稀H2SO4、H2O2反应生成硫酸锰,其反应的方程式为:MnO2+H2SO4+H2O2=MnSO4+O2↑+2H2O;
故答案为:MnO2+H2SO4+H2O2=MnSO4+O2↑+2H2O;
(4)已知:Ksp(MnS)=2.5×10-13,Ksp(ZnS)=1.6×10-24,MnS可以转化为ZnS,所以除去Zn2+可以用MnS,其离子方程式为:Zn2++MnS=ZnS+Mn2+;
故答案为:Zn2++MnS=ZnS+Mn2+;
(5)MnSO4溶液中加入碳酸钠溶液,生成MnCO3沉淀;过滤,用少量水洗涤沉淀2~3次;然后检验是否洗涤干净;由于MaCO3难溶于水和乙醇,潮湿时易被空气氧化,再用少量乙醇洗涤滤渣;最后低温烘干得到纯净的MnCO3;
操作1:若要把MnSO4转化为MnCO3,要加入Na2CO3;故答案为:Na2CO3;
操作3:利用SO42-和Ba2+反应生成硫酸钡白色沉淀,来检验滤液中是否含有SO42-,则操作为:取少量的最后一次洗液于试管中,再加入氯化钡溶液,观察是否浑浊,若无白色沉淀生成,说明SO42-已经除尽;
故答案为:取少量的最后一次洗液于试管中,再加入氯化钡溶液,观察是否浑浊,若无白色沉淀生成,说明SO42-已经除尽.
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